2013—2022年北京市突发地质灾害事件分布、成因及对策.pdf
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1、研究探讨STUDIES AND DISCUSSIONSCHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT中国防汛抗旱Feb.2024 NO.2 VOL.342024年2月 第2期 第34卷20132022年北京市突发地质灾害事件分布、成因及对策罗守敬(北京市地质灾害防治研究所,北京100120)摘要:北京市现有突发地质灾害隐患点8 186处,严重威胁人民群众生命财产安全,制约着社会经济的发展。由于地质灾害具有突发性、隐蔽性等特点,已成为防灾减灾工作的难点和重点。近年来,地质灾害的发生受极端天气影响,为落实综合防灾减灾体系要求,减轻地质灾害危害,搜集整理了20132022年北京市发生的
2、崩塌、滑坡、泥石流及地面塌陷4种突发地质灾害事件作为研究对象,通过数理统计,从时间、空间2个维度分别细化研究分析地质灾害的分布格局,总结出降雨、不合理人类工程活动是地质灾害发生的两大诱发因素,并提出“提高调查精度、开展早期识别、充分发挥群测群防作用、完善斜坡类灾害专业监测及做好地质灾害趋势预测”5个方面针对性防治对策。关键词:突发地质灾害;分布格局;危害特征;诱发因素;防治对策;北京市中图分类号:P694文献标识码:A文章编号:1673-9264(2024)02-56-08收稿日期:2023-04-20作者信息:罗守敬,男,高级工程师,E-mail:。基金项目:北京市自然科学基金资助项目(82
3、02026)。DOI:10.16867/j.issn.1673-9264.2023137罗守敬.20132022年北京市突发地质灾害事件分布、成因及对策J.中国防汛抗旱,2024,34(2):56-62,67.The distribution,causes and countermeasures of sudden geologicaldisasters events in Beijing from 2013 to 2022J.China Flood&Drought Management,2024,34(2):56-62,67.(in Chinese)0 引言北京市山区突发地质灾害发育,曾造成
4、数百人的伤亡1。20002006 年,北京市先后完成了 10 个区(县)1 100 000地质灾害调查与区划;2010年,开展了北京市地质灾害调查与综合研究,当时地质灾害隐患点不足1 000处;20132014年,北京市完成了10个山区、半山区1 50 000突发地质灾害详查,基本查明了北京市突发地质灾害的情况,地质灾害隐患点数量增加到4 614处2;20172021年,北京市先后完成了北京市泥石流精细调查与评价、北京市山区道路沿线崩塌滑坡灾害隐患精细调查,查明了泥石流及山区道路沿线斜坡灾害的特征;2022年,北京市完成了第1次地质灾害风险普查工作,目前北京市突发地质灾害隐患点数量为8 186
5、处3。10余年,北京市地质灾害隐患点数量从不到1 000处增加到8 186处,不同时段、不同地点,地质灾害的发育分布存在着较大的差别。突发地质灾害既威胁生命财产安全,又制约着当地社会经济的发展。地质灾害具有多样性、群发性、隐蔽性、突发性和集中性的特点,是防灾减灾工作的难点和重点。近年来,北京市极端天气多发、频发,为减轻地质灾害危害,落实“从注重灾后救助向注重灾前预防转变,从应对单一灾种向综合减灾转变,从减少灾害损失向减轻灾害风险转变”的综合防灾减灾体系要求4,本文以 20132022年北京市发生的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷4种突发地质灾害为研究对象,在数理统计的基础上,从时间、空间2个维度分
6、析研究该时期内地质灾害的分布格局,通过数据分析确定地质灾害主要诱因为降雨和不合理的人类工程活动,并结合地质灾害“十四五”规划等提出有针对性56研究探讨STUDIES AND DISCUSSIONS中国防汛抗旱CHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENTFeb.2024 NO.2 VOL.342024年2月 第2期 第34卷的地质灾害防治对策,以减轻地质灾害的危害。本文研究成果可以为后续一段时期内的北京市地质灾害防治工作提供技术支撑。1 地质灾害概况1.1 发育概况截至2022年5月底,北京市山区共有8 186处突发地质灾害隐患点3,发育点密度为0.8点/km2。按灾害类型划分,
7、崩塌 6 169处、滑坡 87处、泥石流 822处、不稳定斜坡1 011 处、地面塌陷 97 处;按威胁对象划分,威胁居民点2 030处、威胁道路5 303处、威胁景区316处、威胁中小学4处、威胁矿山及水库20处、威胁其他513处。其中威胁居民点的地质灾害隐患点涉及10个区85个乡(镇)692个村,共计威胁15 879户41 355人的生命财产安全,其中险情等级中级及以上的隐患点共计873处,主要分布在房山、门头沟等区的偏远乡(镇)。1.2 发生概况本文搜集整理了北京市20132022年上报的突发地质灾害事件数据及应急调查、排查报告,经统计分析,结果显示北京市 20132022 年共发生各类
8、突发地质灾害331 起,其中崩塌291起、滑坡18起、泥石流7起、地面塌陷15起(表1、图1)。地质灾害造成房屋受损、道路设施破坏中断等危害,共造成直接经济损失2 209.62万元,未造成人员伤亡。灾害发生情况/起崩塌/起滑坡/起泥石流/起地面塌陷/起合计/起直接经济损失/万元2013年32354032.492014年1862456.802015年194225130.002016年5537267751.212017年2253.002018年19221458.302019年1912035.342020年15116123.002021年1004104428.872022年1212140.61合计2
9、91187153312 209.62表1 20132022年北京市地质灾害发生数量及危害统计表图1 20132022年北京市地质灾害分布示意图注:搜集资料中20132015年共有33起地质灾害未统计直接经济损失。2 分布格局2.1 时间分布格局(1)年度分布特征。20132022年,北京市共发生地质灾害 331 起(图 2),年均地质灾害发生频率为 33 次/a,除2013年、2016年及2021年外,其余年份地质灾害发生次数均小于平均值。2021年发生 104起,次数最多,占近 10年总数的近1/3,是21世纪后除2012年外,北京市发生地质灾害最多的一年;其次是 2016 年的 67 起,
10、2016 年与2021 年发生的地质灾害占近10年总数的一半多;2017年次数最少,仅2次。由图2可知,近10年北京市地质灾害发生次数呈较明显的降低升高降低周期性趋势。(2)月度分布特征。20132022年,除12月外,其他月份均发生过地质灾害(图3),主要发生在69月,占全年地质灾害总数的90.03%。地质灾害发生数量在汛期急剧增长,与北京市汛期地质灾害高发易发的特点正相关。7月是地质灾害发生最多的月份,共204起,占地质灾害总数的61.63%;其次为8月、6月,分别发生39起、32起,各占地质灾害总数的11.78%、9.67%。“七下八上”是北京主汛期,降雨集中。“七下八上”狭义上是指每年
11、的7月下旬到8月上旬,广义的可延伸至7月中旬后半段至8月中旬前半段近1个月的时间。近10年,北图例地面塌陷崩塌泥石流滑坡57研究探讨STUDIES AND DISCUSSIONSCHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT中国防汛抗旱Feb.2024 NO.2 VOL.342024年2月 第2期 第34卷“七下”时段发生地质灾害133起,“八上”时段发生30起,7月其他时段发生71起,由此可知,北京市地质灾害发生时段集中在“七下八上”的特征不再明显,逐渐向7月转变,所以地质灾害防治重心应该有所调整。(3)日分布特征。地质灾害的发生不仅在年份、月份上有着各自的规律,在每天的时间段
12、也呈现了一定的规律。将一天划分为凌晨(0时,6时、上午(6时,11时、中午(11时,13时、下午(13时,16时、傍晚(16时,18时 及晚上(18时,24时 6个时段。对300起表述了发生时间的地质灾害进行时段分析(图4),上午、凌晨地质灾害发生次数分别为105起、70起,占统计总数的58.33%。这与地质灾害发生滞后于降雨相关,北京地区降雨一般下午或夜间开始,在降雨入渗、冲刷的影响下,数小时或数十小时后的凌晨、上午是地质灾害的高发时段,也是地质灾害防范的重点时段。2.2 空间分布格局(1)行政区分布。北京市10个山区、半山区均发生过地质灾害(表2),其中怀柔、房山、延庆、门头沟、密云分列前
13、5。地质灾害在各区分布的实质与北京西山、北山地质灾害多发易发及房山门头沟降雨中心、密云怀柔降雨中心相关联。(2)地质灾害台账分布。通过资料搜集及数据分析,331起地质灾害中,不在台账的地质灾害点179起,占比为54.1%,在台账内的152起,占比为45.9%(表3)。由表3可知,20132021年,已发生的地质灾害不在台账内的占比高达42.9%67.5%,2022年突降为25.0%,远小于全国约不在台账内的隐患点占比80%的现状。数据的突变,实质是与地质灾害精细化调查有关,2022年北京市台账增加山区道路精细化调查成果,台账数量增加3 000余处,基本涵盖了山区道路沿线所有的斜坡类灾害,而道路
14、崩塌是北京已发地质灾害的主要组成,因此已发灾害在台账内的占比急剧增大。(3)与易发区的相对位置关系。北京市山区地质灾害多发、易发,地质灾害高易发区、中易发区占全市面积的57%,占山区面积的88%5。易发区的分布直观地展现了北京市山区地质灾害的发育分布特征。根据地质灾害数据统计分析,高易发区发生地质灾害214起,中易发区发生地质灾害92起,高易发区、中易发区发生了北京市92.4%的地质灾害,共计306起(图5)。地质灾害的集中发生表明地质灾害防治工作的重点应聚焦于图2 20132022年北京市地质灾害年度变化图图3 20132022年北京市地质灾害月度变化图图4 20132022年北京市地质灾害
15、日时段变化图表2 20132022年北京市各行政区地质灾害发生数量统计表表3 20132022年北京市已发生地质灾害台账统计表地质灾害崩塌滑坡泥石流地面塌陷合计怀柔88492房山4244858延庆46248门头沟431347密云40242昌平171119海淀4239平谷6118石景山314丰台224合计29118715331起项目灾害数量/起在台账内/起不在台账内/起不在台账占比(%)年份201340132767.5201424121250.0201525131248.0201667274059.7201721150.020182112942.920192091155.02020168850.
16、02021104485653.82022129325.0合计33115217954.12013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022年份020406080100120灾害数量/起40242567221201610412050100150200250灾害数量/起123456789101112月份32467323923920204120100806040200凌晨上午中午时段下午傍晚晚上灾害数量/起105253623417058研究探讨STUDIES AND DISCUSSIONS中国防汛抗旱CHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEM
17、ENTFeb.2024 NO.2 VOL.342024年2月 第2期 第34卷高易发区、中易发区,这也间接验证了北京市地质灾害易发区的划分是科学且合理的。(4)与地形坡度的关系。崩塌、滑坡等斜坡类灾害的发生与地形坡度有着直接的联系。崩塌一般发生在坡度大于50的陡峭边坡上;滑坡一般发生在坡度相对较缓的斜坡上,坡角一般为1045。根据已搜集到坡度信息的301起斜坡类地质灾害的数据分析,283 起崩塌仅有 20 起崩塌灾害的坡度小于 50;5070的82起,大于70的181起。由此推断,坡体越陡,越容易发生崩塌灾害。这与“边坡坡脚的剪应力集中带及坡肩处的张力带,其范围和量值的变化与坡度呈正相关,斜坡
18、越陡峭,就更容易发生变形破坏”是相对应的。18起滑坡中,坡度小于45的12起,占总数的2/3。滑坡一般易发生在缓坡上,坡度缓的斜坡表面自然堆积有较多的松散土体,具备了滑坡的物质基础,发生滑坡的可能性较坡度较陡的边坡要大。(5)与地层岩性的关系。地层岩性是地质灾害发育、发生的地质基础,是地质灾害体组成的物质来源。地层岩性与地质灾害类型、发生概率和规模等密切相关6。尤其是崩塌等斜坡类灾害,地层岩性不同,成分、结构及物理力学性质则存在着一些差异。受构造断裂和风化的影响程度不同,不同地层中地质灾害的发育分布情况及破坏模式也存在着不同7。崩塌主要集中发育于坚硬、性脆、构造节理发育的碳酸盐岩、砂页岩、花岗
19、岩等岩体中,该类岩体受构造或节理影响,结构较破碎,完整性较差,易崩塌;滑坡主要发生在松散的土体中(图6)。据搜集资料统计分析,291起崩塌灾害中,岩性为沉积岩的 173起、岩浆岩的 62起、变质岩的28起、其余28起为松散土体;18起滑坡灾害中,土质滑坡13起,主要为碎石土,结构松散,易滑塌。(6)与断裂的相对位置关系。太古代以来,北京地区经历了多次构造运动,山区发育多条东西向、北东向、北北东向断裂,如沿河城南口、琉璃庙大断裂等9。断裂的发育,改变了断裂周边岩体完整的结构形态,破坏了岩体原有的稳定性,断裂周边的岩体节理裂隙发育的密集度相对较高,岩石结构相对更加破碎10,在降雨等外力条件的作用下
20、,易发生崩塌、滑坡,其沟道内的堆积体则成了泥石流灾害的物源。根据对331起地质灾害的分析,有2/3的地质灾害发生在断裂两侧 1 500 m 范围内(表 4)。在断裂两侧 500 m范围内,共有 100 起地质灾害发生,在此基础上,每增加500 m范围,地质灾害发生数量增加范围在4060起。在1 5003 000 m范围内,每增加500 m,地质灾害发生数量增加范围在2035起,增加数量较前明显减少。由此可见,项目地质灾害数量/起与断裂距离/m5001005001 000541 0001 500401 5002 000242 0002 500312 5003 000233 00059图5 北京市
21、地质灾害与易发区相对关系示意图图6 北京市地质灾害与地层分布相对关系示意图8表4 20132022年北京市已发生地质灾害与断裂相对位置统计表地面塌陷崩塌泥石流滑坡图例易发性等级低中高密云水库北地面塌陷崩塌泥石流滑坡图例北永定河冲洪积扇区北山中部岩浆岩区北山东部变质岩区北山西部松散沉积物区西山北部碳酸盐岩区北运河山前洪积扇群区岛状残丘区北山东南部碳酸盐岩区蓟运河冲洪积扇区潮白河冲洪积扇区北运河洪积扇溢出带区山前岛状残丘区西山中部火山岩区西山南部碳酸盐岩区大清河冲洪积扇区59研究探讨STUDIES AND DISCUSSIONSCHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT中国防汛抗
22、旱Feb.2024 NO.2 VOL.342024年2月 第2期 第34卷距离断裂越近,周边岩体结构相对更加破碎,完整性更差,发生地质灾害的数量更多(图7)。2.3 危害特征20132022年,331起地质灾害涉及道路241起、居民点66起,其余涉及景区、矿山等。上述灾害造成直接经济损失2 209.62万元,未造成人员伤亡,较20062012年发生数次人员伤亡的地质灾害有了明显的进步,这与2013年1 50 000地质灾害详查时坚持“以人为本”的原则是密不可分的。数据统计分析结果显示,地质灾害造成的损失总量与地质灾害规模呈负相关,但单体地质灾害损失与地质灾害规模呈正相关。除房山区大安山乡军红路
23、崩塌灾害等3起灾害规模为中型外,其余均为小型。小型规模的地质灾害由于其数量多,造成的直接经济损失总量大,占总经济损失的73.61%。近10年小型地质灾害造成的直接经济损失均值为5.5万元/次;3起中型规模的地质灾害造成的直接经济损失均值为194万元/次,其中大安山乡军红路崩塌是1949年以来北京地区发生的最大规模崩塌灾害11,直接经济损失400万元。整体来看,地质灾害的危害对象主要是道路及居民点,规模以小型为绝对主导,小型地质灾害数量多,造成的总损失大。北京地区地质灾害危害初步呈现以财产损失为主、无人员伤亡、灾情等级为小型的主要特点。3 主要诱发因素地质灾害的形成原因总体可归结为两类,内因与外
24、因。内因是指灾害体的内部条件,包括地层岩性、构造和地形地貌;外因则是指触发条件,包括降雨、人类工程活动、震动等12。地质灾害形成时的地质、地形要素是基本固定的,而外因则是变化的,直接影响了地质灾害的发生。3.1 降雨降雨的特征一般为降雨范围广、持续时间长及局地冲刷渗流作用强烈等,是地质灾害发生的最重要激发因素13。据统计分析,北京市地质灾害的发生在时间上相对比较集中,与降雨时间具有密切相关性。(1)年降雨量。由图8可知,2016年、2021年年均降雨量较常年分别偏多1成、6成,地质灾害发生数量较常年分别偏多 102%、214%,地质灾害发生数量与当年降雨量呈正比。20132022年地质灾害发生
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